(57)【要約】【課題】  流路形成基板とノズルプレートとを良好に接合することができる液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置を提供する。【解決手段】  流路形成基板１０の圧電素子３００側の面に圧電素子３００を保護する圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接合されると共に流路形成基板１０の保護基板３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接合され、且つ流路形成基板１０の少なくとも圧電素子保持部３１に対向する領域の厚さが圧電素子保持部３１の外側に対応する領域の厚さよりも相対的に厚くなるようにする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、
前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に当該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板が接合されると共に前記流路形成基板の前記保護基板とは反対側の面に前記ノズル開口が穿設されたノズルプレートが接合され、且つ前記流路形成基板の少なくとも前記圧電素子保持部に対向する領域の厚さが当該圧電素子保持部の外側に対応する領域の厚さよりも相対的に厚くなっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項２】
請求項１において、前記流路形成基板の前記圧電素子保持部に対向する領域の厚さが、少なくとも前記圧力発生室の並設方向で前記圧電素子保持部の外側に対応する領域の厚さよりも相対的に厚くなっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項３】
請求項１又は２において、前記流路形成基板の前記圧電素子保持部に対向する領域の厚さが、少なくとも前記圧力発生室の長手方向で前記圧電素子保持部の外側に対応する領域の厚さよりも相対的に厚くなっていることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記流路形成基板の厚さが、前記圧電素子保持部に対向する領域から当該流路形成基板の端部に向かって漸小していることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項５】
請求項１〜４の何れかにおいて、前記流路形成基板の最大厚さと最小厚さとの差が、３０ｎｍ〜５μｍであることを特徴とする液体噴射ヘッド。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかの液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置。
【請求項７】
液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子と、該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有し前記流路形成基板の前記圧電素子側に接合される保護基板と、前記ノズル開口が穿設され前記流路形成基板の前記保護基板とは反対側の面に接合されるノズルプレートとを具備する液体噴射ヘッドの製造方法において、
前記圧電素子が形成された前記流路形成基板上に前記保護基板を接合する工程と、前記流路形成基板の前記ノズルプレートとの接合面を所定荷重で研削又は研磨することにより当該流路形成基板を所定の厚さとすると共に前記流路形成基板の前記ノズルプレートとの接合面を曲面に形成して当該流路形成基板の少なくとも前記圧電素子保持部に対向する領域の厚さを前記圧電素子保持部の外側の領域の厚さよりも相対的に厚くする工程と、前記流路形成基板に前記圧力発生室を形成する工程と、前記流路形成基板に前記ノズルプレートを接合する工程とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【請求項８】
請求項７において、前記ノズルプレートを接合する工程では、前記流路形成基板の表面に前記圧力発生室と前記ノズル開口とを連通するノズル連通孔が形成されたノズル連通板を接合し、該ノズル連通板上に前記ノズルプレートを接合することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被噴射液を吐出する液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置に関し、特に、インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室に供給されたインクを圧電素子によって加圧することにより、ノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッド及びその製造方法並びにインクジェット式記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
インク滴を吐出するノズル開口と連通する圧力発生室の一部を振動板で構成し、この振動板を圧電素子により変形させて圧力発生室のインクを加圧してノズル開口からインク滴を吐出させるインクジェット式記録ヘッドには、圧電素子の軸方向に伸長、収縮する縦振動モードの圧電アクチュエータを使用したものと、たわみ振動モードの圧電アクチュエータを使用したものの２種類が実用化されている。
【０００３】
そして、たわみ振動モードのアクチュエータを使用したものとしては、例えば、振動板の表面全体に亙って成膜技術により均一な圧電材料層を形成し、この圧電材料層をリソグラフィ法により圧力発生室に対応する形状に切り分けて各圧力発生室毎に独立するように圧電素子を形成したものが知られている。
【０００４】
また、このようなインクジェット式記録ヘッドは、一般的に、圧力発生室が形成された流路形成基板の圧電素子が形成された流路形成基板上に圧電素子保持部を有する基板を接合し、圧電素子とは反対側の面にノズル開口が穿設されたノズルプレートを接合した構造が採用されている。そして、圧電素子保持部内に圧電素子を封止することによって、例えば、大気中の水分等の外部環境に起因する圧電素子の破壊を防止している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、このような構造のインクジェット式記録ヘッドは、圧電素子保持部を有する基板を流路形成基板に接合した状態で圧力発生室等を形成し、その後、流路形成基板にノズルプレートが接合されるため、ノズルプレートの接合不良が発生しやすいという問題がある。すなわち、ノズルプレートを流路形成基板上に加圧しながら接合すると、流路形成基板が圧電素子保持部側に変形してしまい、十分な接合強度が得られないという問題がある。なお、このような問題は、インクを吐出するインクジェット式記録ヘッドだけでなく、勿論、インク以外の液体を噴射する他の液体噴射ヘッドにおいても、同様に存在する。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１２７３７９号公報（第７−８頁、第１−２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑み、流路形成基板とノズルプレートとを良好に接合することができる液体噴射ヘッド及びその製造方法並びに液体噴射装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子とを具備する液体噴射ヘッドにおいて、前記流路形成基板の前記圧電素子側の面に当該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有する保護基板が接合されると共に前記流路形成基板の前記保護基板とは反対側の面に前記ノズル開口が穿設されたノズルプレートが接合され、且つ前記流路形成基板の少なくとも前記圧電素子保持部に対向する領域の厚さが当該圧電素子保持部の外側に対応する領域の厚さよりも相対的に厚くなっていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第１の態様では、圧電素子保持部に対向する領域の流路形成基板の剛性が端部近傍の剛性よりも高くなるため、ノズルプレートを接合する際に流路形成基板が圧電素子保持部側に変形するのを防止でき、流路形成基板とノズルプレートとを良好に接合することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様において、前記流路形成基板の前記圧電素子保持部に対向する領域の厚さが、少なくとも前記圧力発生室の並設方向で前記圧電素子保持部の外側に対応する領域の厚さよりも相対的に厚くなっていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第２の態様では、少なくとも一方向で流路形成基板の厚さを変化させることで、ノズルプレートを良好に接合することができる。
【００１０】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様において、前記流路形成基板の前記圧電素子保持部に対向する領域の厚さが、少なくとも前記圧力発生室の長手方向で前記圧電素子保持部の外側に対応する領域の厚さよりも相対的に厚くなっていることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第３の態様では、少なくとも一方向で流路形成基板の厚さを変化させれば、ノズルプレートを良好に接合することができる。
【００１１】
本発明の第４の態様は、第１〜３の何れかの態様において、前記流路形成基板の厚さが、前記圧電素子保持部に対向する領域から当該流路形成基板の端部に向かって漸小していることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第４の態様では、流路形成基板の剛性が徐々に変化するため、ノズルプレートと接合する際に流路形成基板にかかる荷重によって流路形成基板に割れ等が発生するのを防止できる。
【００１２】
本発明の第５の態様は、第１〜４の何れかの態様において、前記流路形成基板の最大厚さと最小厚さとの差が、３０ｎｍ〜５μｍであることを特徴とする液体噴射ヘッドにある。
かかる第５の態様では、液体の吐出特性を低下させることなく、流路形成基板とノズルプレートとを良好に接合することができる。
【００１３】
本発明の第６の態様は、第１〜５の何れかの態様の液体噴射ヘッドを具備することを特徴とする液体噴射装置にある。
かかる第６の態様では、信頼性を向上した液体噴射装置を実現することができる。
【００１４】
本発明の第７の態様は、液体を噴射するノズル開口に連通する圧力発生室が形成される流路形成基板と、該流路形成基板の一方面側に振動板を介して設けられて前記圧力発生室内に圧力変化を生じさせる圧電素子と、該圧電素子を保護する圧電素子保持部を有し前記流路形成基板の前記圧電素子側に接合される保護基板と、前記ノズル開口が穿設され前記流路形成基板の前記保護基板とは反対側の面に接合されるノズルプレートとを具備する液体噴射ヘッドの製造方法において、前記圧電素子が形成された前記流路形成基板上に前記保護基板を接合する工程と、前記流路形成基板の前記ノズルプレートとの接合面を所定荷重で研削又は研磨することにより当該流路形成基板を所定の厚さとすると共に前記流路形成基板の前記ノズルプレートとの接合面を曲面に形成して当該流路形成基板の少なくとも前記圧電素子保持部に対向する領域の厚さを前記圧電素子保持部の外側の領域の厚さよりも相対的に厚くする工程と、前記流路形成基板に前記圧力発生室を形成する工程と、前記流路形成基板に前記ノズルプレートを接合する工程とを有することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第７の態様では、流路形成基板の厚さを相対的に変化させることで、圧電素子保持部に対向する領域の流路形成基板の剛性を端部近傍の剛性よりも高くしているため、ノズルプレートを接合する際に流路形成基板が圧電素子保持部側に変形するのを防止でき、流路形成基板とノズルプレートとを良好に接合することができる。
【００１５】
本発明の第８の態様は、第７の態様において、前記ノズルプレートを接合する工程では、前記流路形成基板の表面に前記圧力発生室と前記ノズル開口とを連通するノズル連通孔が形成されたノズル連通板を接合し、該ノズル連通板上に前記ノズルプレートを接合することを特徴とする液体噴射ヘッドの製造方法にある。
かかる第８の態様では、流路形成基板にノズル連通板を接合することで、ノズルプレートを接合する際の流路形成基板の変形をより確実に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に本発明を実施形態に基づいて詳細に説明する。
（実施形態１）
図１は、実施形態１に係るインクジェット式記録ヘッドの分解斜視図であり、図２は、図１の概略平面図及びそのＡ−Ａ’断面図であり、図３は、図２のＢ−Ｂ’断面図である。図示するように、流路形成基板１０は、本実施形態では面方位（１１０）のシリコン単結晶基板からなり、その両面には予め熱酸化により形成した二酸化シリコンからなる、厚さ１〜２μｍの弾性膜５０が設けられている。
【００１７】
この流路形成基板１０には、その他方面側から異方性エッチングすることにより、複数の隔壁１１によって区画された圧力発生室１２が幅方向に並設され、その長手方向外側には、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００の一部を構成する連通部１３が形成され、この連通部１３は各圧力発生室１２の長手方向一端部とそれぞれインク供給路１４を介して連通されている。そして、流路形成基板１０の弾性膜５０とは反対側の面に後述するノズルプレート２０が接合されてノズル開口２１と各圧力発生室１２とが連通されると共に、このノズルプレート２０によって圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４が封止されている。
【００１８】
また、本実施形態では、流路形成基板１０は、後述する保護基板３０の圧電素子保持部３１に対向する領域の厚さが、圧電素子保持部３１の外側の領域の厚さよりも相対的に厚くなっている。このため、各圧力発生室１２の深さは、並設された圧力発生室１２の列の中央部のものが最も深く、列の端部に近いものほど浅くなっている。また、各圧力発生室１２の長手方向の深さは、圧力発生室１２の中央部の深さが最も深く、端部に近い部分ほど浅くなっている。
【００１９】
ここで、異方性エッチングは、シリコン単結晶基板のエッチングレートの違いを利用して行われる。例えば、本実施形態では、シリコン単結晶基板をＫＯＨ等のアルカリ溶液に浸漬すると、徐々に侵食されて（１１０）面に垂直な第１の（１１１）面と、この第１の（１１１）面と約７０度の角度をなし且つ上記（１１０）面と約３５度の角度をなす第２の（１１１）面とが出現し、（１１０）面のエッチングレートと比較して（１１１）面のエッチングレートが約１／１８０であるという性質を利用して行われる。かかる異方性エッチングにより、二つの第１の（１１１）面と斜めの二つの第２の（１１１）面とで形成される平行四辺形状の深さ加工を基本として精密加工を行うことができ、圧力発生室１２を高密度に配列することができる。
【００２０】
本実施形態では、各圧力発生室１２の長辺を第１の（１１１）面で、短辺を第２の（１１１）面で形成している。この圧力発生室１２は、流路形成基板１０をほぼ貫通して弾性膜５０に達するまでエッチングすることにより形成されている。ここで、弾性膜５０は、シリコン単結晶基板をエッチングするアルカリ溶液に侵される量がきわめて小さい。また各圧力発生室１２の一端に連通する各インク供給路１４の断面積は、圧力発生室１２のそれより小さく形成されており、圧力発生室１２に流入するインクの流路抵抗を一定に保持している。
【００２１】
このような流路形成基板１０の厚さは、圧力発生室１２を配列密度に合わせて最適な厚さを選択すればよく、圧力発生室１２の配列密度が、例えば、１インチ当たり１８０個（１８０ｄｐｉ）程度であれば、流路形成基板１０の厚さは、２２０μｍ程度であればよいが、例えば、２００ｄｐｉ以上と比較的高密度に配列する場合には、流路形成基板１０の厚さは１００μｍ以下と比較的薄くするのが好ましい。これは、隣接する圧力発生室１２間の隔壁１１の剛性を保ちつつ、配列密度を高くできるからである。
【００２２】
そして、流路形成基板１０の開口面とは反対側の弾性膜５０の上には、厚さが例えば、約０．２μｍの下電極膜６０と、厚さが例えば、約１．０μｍの圧電体層７０と、厚さが例えば、約０．１μｍの上電極膜８０とが、後述するプロセスで積層形成されて、圧電素子３００を構成している。ここで、圧電素子３００は、下電極膜６０、圧電体層７０、及び上電極膜８０を含む部分をいう。一般的には、圧電素子３００の何れか一方の電極を共通電極とし、他方の電極及び圧電体層７０を各圧力発生室１２毎にパターニングして構成する。そして、ここではパターニングされた何れか一方の電極及び圧電体層７０から構成され、両電極への電圧の印加により圧電歪みが生じる部分を圧電体能動部という。本実施形態では、下電極膜６０は圧電素子３００の共通電極とし、上電極膜８０を圧電素子３００の個別電極としているが、駆動回路や配線の都合でこれを逆にしても支障はない。何れの場合においても、圧力発生室１２毎に圧電体能動部が形成されていることになる。また、ここでは、圧電素子３００と当該圧電素子３００の駆動により変位が生じる振動板とを合わせて圧電アクチュエータと称する。なお、上述した例では、弾性膜５０及び下電極膜６０が振動板として作用する。また、圧電素子３００の個別電極である各上電極膜８０には、例えば、金（Ａｕ）等からなり一端がインク供給路１４に対向する領域まで延設されるリード電極９０が接続されている。
【００２３】
このような圧電素子３００が形成された流路形成基板１０上には、圧電素子３００に対向する領域にその運動を阻害しない程度の空間を確保可能な圧電素子保持部３１を有する保護基板３０が接合されている。圧電素子３００は、この圧電素子保持部３１内に形成されているため、外部環境の影響を殆ど受けない状態で保護されている。なお、この圧電素子保持部３１は、並設された複数の圧電素子３００を覆う大きさで形成されている。また、この保護基板３０には、リザーバ１００の少なくとも一部を構成するリザーバ部３２が設けられている。このリザーバ部３２は、本実施形態では、保護基板３０を厚さ方向に貫通して圧力発生室１２の幅方向に亘って形成されており、弾性膜５０に設けられた連通孔を介して流路形成基板１０の連通部１３と連通され、各圧力発生室１２の共通のインク室となるリザーバ１００を構成している。また、保護基板３０の圧電素子保持部３１とリザーバ部３２との間の領域には、保護基板３０を厚さ方向に貫通する貫通孔３３が設けられている。そして、各圧電素子３００から引き出されたリード電極９０は、その端部近傍が貫通孔３３内で露出されている。このような保護基板３０としては、例えば、ガラス、セラミック材料、金属、樹脂等を用いることができるが、本実施形態では、流路形成基板１０の熱膨張率と略同一の材料として、流路形成基板１０と同一材料のシリコン単結晶基板を用いて形成した。
【００２４】
さらに、このような保護基板３０上のリザーバ部３２に対応する領域には、封止膜４１及び固定板４２とからなるコンプライアンス基板４０が接合されている。ここで、封止膜４１は、剛性が低く可撓性を有する材料（例えば、厚さが６μｍのポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）フィルム）からなり、この封止膜４１によってリザーバ部３２の一方面が封止されている。また、固定板４２は、金属等の硬質の材料（例えば、厚さが３０μｍのステンレス鋼（ＳＵＳ）等）で形成される。この固定板４２のリザーバ１００に対向する領域は、厚さ方向に完全に除去された開口部４３となっているため、リザーバ１００の一方面は可撓性を有する封止膜４１のみで封止されている。
一方、流路形成基板１０の開口面側には、各圧力発生室１２のインク供給路１４とは反対側で連通するノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０が接着剤や熱溶着フィルム等を介して固着されている。
【００２５】
ここで、上述したように流路形成基板１０は、圧電素子保持部３１に対向する領域の厚さが、圧電素子保持部３１の外側の領域の厚さよりも相対的に厚くなっている。より詳細には、流路形成基板１０は、圧電素子保持部３１に対向する領域内の中央部の厚さが最も厚く、圧電素子保持部３１の周縁部に向かって徐々に厚さが薄くなっている。そして、本実施形態では、少なくとも圧電素子保持部３１に対向する領域の流路形成基板１０の表面は、曲面（略球面状）となっており、流路形成基板１０の表面のほぼ全面が曲面となっている。また、ノズルプレート２０は、このように曲面に形成された流路形成基板１０の表面に加圧接着され、本実施形態では、その表面が曲面（略球面状）に湾曲した状態で固定されている。
【００２６】
なお、ノズルプレート２０は、厚さが例えば、０．０１〜１ｍｍで、線膨張係数が３００℃以下で、例えば２．５〜４．５［×１０-6／℃］であるガラスセラミックス、又は不錆鋼などからなる。また、ノズルプレート２０は、一方の面で流路形成基板１０の一面を全面的に覆い、シリコン単結晶基板である流路形成基板１０を衝撃や外力から保護する補強板の役目も果たす。また、このようなノズルプレート２０は、流路形成基板１０と熱膨張係数が略同一の材料、例えば、シリコン単結晶基板で形成するようにしてもよい。この場合には、流路形成基板１０とノズルプレート２０との熱による変形が略同一となるため、熱硬化性の接着剤等を用いて容易に接合することができる。また、インク滴吐出圧力をインクに与える圧力発生室１２の大きさと、インク滴を吐出するノズル開口２１の大きさとは、吐出するインク滴の量、吐出スピード、吐出周波数に応じて最適化される。例えば、１インチ当たり３６０個のインク滴を記録する場合、ノズル開口２１は数十μｍの直径で精度よく形成する必要がある。
【００２７】
そして、このような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドは、図示しない外部インク供給手段からインクを取り込み、リザーバ１００からノズル開口２１に至るまで内部をインクで満たした後、図示しない駆動ＩＣからの駆動信号に従い、圧力発生室１２に対応するそれぞれの下電極膜６０と上電極膜８０との間に駆動電圧を印加し、弾性膜５０、下電極膜６０及び圧電体層７０とにより、各圧力発生室１２内の圧力が高まりノズル開口２１からインク滴が吐出する。
【００２８】
図４及び図５は圧力発生室１２の幅方向の断面図であり、以下、これら図４及び図５を参照して、本実施形態のインクジェット式記録ヘッドの製造方法について説明する。まず、図４（ａ）に示すように、流路形成基板１０となるシリコン単結晶基板のウェハを約１１００℃の拡散炉で熱酸化して弾性膜５０を形成する。次いで、図４（ｂ）に示すように、例えば、白金等からなる下電極膜６０を弾性膜５０上に形成後、所定形状にパターニングする。次いで、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛（ＰＺＴ）等からなる圧電体層７０と、例えば、アルミニウム、金、ニッケル、白金等の多くの金属、あるいは導電性酸化物等からなる上電極膜８０とを順次積層し、これらを同時にパターニングして圧電素子３００を形成する。次に、図４（ｃ）に示すように、リード電極９０を形成する。具体的には、例えば、金（Ａｕ）等からなるリード電極９０を流路形成基板１０の全面に亘って形成すると共に、各圧電素子３００毎にパターニングする。以上が膜形成プロセスである。
【００２９】
このようにして膜形成を行った後、前述したアルカリ溶液によるシリコン単結晶基板（流路形成基板１０）の異方性エッチングを行い、圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４を形成する。具体的には、まず、図４（ｄ）に示すように、流路形成基板１０の圧電素子３００側に、予め圧電素子保持部３１、リザーバ部３２等が形成された保護基板３０を接合する。
【００３０】
次いで、図５（ａ）に示すように、この流路形成基板１０の圧電素子３００とは反対側の表面、すなわち、ノズルプレート２０との接合面に所定荷重をかけながら研磨又は研削することにより流路形成基板１０を所定の厚さとする。このとき、流路形成基板１０に所定荷重をかけることにより、圧電素子保持部３１に対向する領域の流路形成基板１０の厚さは、圧電素子保持部３１の外側領域の厚さよりも相対的に厚くなる。すなわち、流路形成基板１０の表面を研磨又は研削する際に、流路形成基板１０に所定の荷重をかけると、圧電素子保持部３１に対向する領域の流路形成基板１０は、圧電素子保持部３１側に変形するため、研磨又は研削により除去される量が他の領域よりも少なくなる。よって、流路形成基板１０の端部近傍の厚さが所定の厚さとなるまで流路形成基板１０を研磨又は研削することで、圧電素子保持部３１に対向する領域の流路形成基板１０の表面は、略球面状に形成される。これにより、圧電素子保持部３１に対向する領域の流路形成基板１０の厚さが、圧電素子保持部３１の外側の領域の厚さよりも相対的に厚くなる。
【００３１】
この流路形成基板１０の圧電素子保持部３１に対向する領域の中央部の厚さと、流路形成基板１０の端部近傍の厚さとの差、すなわち、流路形成基板１０の最大厚さと流路形成基板１０の最小厚さとの差は、３０ｎｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましい。流路形成基板１０の最大厚さと最小厚さとの差を３０ｎｍよりも小さくすると流路形成基板１０とノズルプレート２０とを良好に接合することができず、また５μｍよりも大きくするとインクの吐出特性にばらつきが生じてしまうからである。このため、本実施形態では、流路形成基板１０の圧電素子保持部３１に対向する領域の中央部の厚さを７０μｍ程度とし、流路形成基板１０の端部近傍の厚さを６７μｍ程度の厚さとした。なお、流路形成基板１０の厚さは、流路形成基板１０を研磨又は研削する際の荷重の大きさ等の条件を変更することで、比較的高精度に調整することができる。
【００３２】
その後、図５（ｂ）に示すように、前述したアルカリ溶液による異方性エッチングを行うことにより、流路形成基板１０に圧力発生室１２、連通部１３及びインク供給路１４等を形成する。なお、このように異方性エッチングを行う際には、保護基板３０の表面を封止した状態で行う。次いで、図５（ｃ）に示すように、流路形成基板１０の保護基板３０とは反対側の面にノズル開口２１が穿設されたノズルプレート２０を接合する。上述したように、本実施形態では、圧電素子保持部３１に対向する領域の流路形成基板１０の厚さが、圧電素子保持部３１の外側の領域の厚さよりも相対的に厚くなっており、圧電素子保持部３１に対向する領域の流路形成基板１０の剛性が比較的高くなっている。このため、ノズルプレート２０を流路形成基板１０に接合する際の荷重によって、流路形成基板１０が圧電素子保持部３１側に変形することがない。したがって、ノズルプレートの全面亘って略均一な荷重をかけることができ、ノズルプレート２０と流路形成基板１０とを良好に接合することができる。
【００３３】
そして、ノズルプレートを接合した後は、保護基板３０上にコンプライアンス基板４０を接合して、図１に示すような本実施形態のインクジェット式記録ヘッドとする。なお、実際には、上述した圧電素子３００、圧力発生室１２等は、一連の膜形成及び異方性エッチングによって一枚のウェハ上に形成し、多数のチップを同時に形成する。すなわち、圧電素子３００等の膜形成プロセス終了後、上述したように保護基板３０を接合して圧力発生室１２等を形成し、ノズルプレート２０及びコンプライアンス基板４０を接合後、図１に示すような一つのチップサイズの流路形成基板１０毎に分割する。
【００３４】
また、本実施形態では、流路形成基板１０にノズルプレート２０を直接接合するようにしたが、これに限定されず、例えば、図６に示すように、流路形成基板１０とノズルプレート２０との間に、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等からなり、圧力発生室１２とノズル開口２１とを連通するノズル連通孔２６を有するノズル連通板２５を設けるようにしてもよい。すなわち、流路形成基板１０にノズル連通板２５を接合し、このノズル連通板２５上にノズルプレート２０を接合するようにしてもよい。このノズル連通板２５は、一枚のウェハとして形成された複数の流路形成基板１０を分割する際に、流路形成基板１０を保護する役割を果たすものである。すなわち、流路形成基板１０にノズル連通板を介してノズルプレートを接合することにより、複数の流路形成基板であるウェハの剛性が実質的に増加するため、ウェハを各流路形成基板１０に分割する際に、流路形成基板１０に割れ等が発生するのを防止することができる。
【００３５】
（他の実施形態）
以上、本発明の実施形態について説明したが、勿論、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、実質的に圧電素子保持部３１に対向する領域の流路形成基板１０の表面のみが曲面（球面）となるように研磨した例を説明したが、流路形成基板１０の表面形状はこれに限定されず、例えば、図７に示すように、流路形成基板１０のノズルプレート２０との接合面全体が曲面となっていてもよい。
【００３６】
また、例えば、上述の実施形態では、流路形成基板１０のノズルプレート２０との接合面が、略球面となっている例を説明したが、これに限定されず、圧電素子保持部３１に対向する領域の流路形成基板１０の厚さが、圧力発生室１２の長手方向、又は圧力発生室１２の並設方向の少なくとも一方で相対的に厚さが異なるように形成されていればよい。
【００３７】
また、例えば、上述の実施形態では、最終的な形状としてノズルプレート２０の表面が球面状に湾曲している例を説明したが、勿論、ノズルプレート２０の表面形状は特に限定されるものではない。例えば、インクジェット式記録ヘッド全体に反りが生じること等により、ノズルプレート２０の表面が平坦となっていてもよい。
【００３８】
また、例えば、上述の実施形態では、成膜及びリソグラフィプロセスを応用して製造される薄膜型のインクジェット式記録ヘッドを例にしたが、勿論これに限定されるものではなく、例えば、グリーンシートを貼付する等の方法により形成される厚膜型のインクジェット式記録ヘッドにも本発明を採用することができる。
【００３９】
また、このようなインクジェット式記録ヘッドは、インクカートリッジ等と連通するインク流路を具備する記録ヘッドユニットの一部を構成して、インクジェット式記録装置に搭載される。図８は、そのインクジェット式記録装置の一例を示す概略図である。図８に示すように、インクジェット式記録ヘッドを有する記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、インク供給手段を構成するカートリッジ２Ａ及び２Ｂが着脱可能に設けられ、この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３は、装置本体４に取り付けられたキャリッジ軸５に軸方向移動自在に設けられている。この記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂは、例えば、それぞれブラックインク組成物及びカラーインク組成物を吐出するものとしている。そして、駆動モータ６の駆動力が図示しない複数の歯車およびタイミングベルト７を介してキャリッジ３に伝達されることで、記録ヘッドユニット１Ａ及び１Ｂを搭載したキャリッジ３はキャリッジ軸５に沿って移動される。一方、装置本体４にはキャリッジ軸５に沿ってプラテン８が設けられており、図示しない給紙ローラなどにより給紙された紙等の記録媒体である記録シートＳがプラテン８上に搬送されるようになっている。
【００４０】
なお、液体噴射ヘッドとしてインクを吐出するインクジェット式記録ヘッド及びインクジェット式記録装置を一例として説明したが、本発明は、広く液体噴射ヘッド及び液体噴射装置全般を対象としたものである。液体噴射ヘッドとしては、例えば、プリンタ等の画像記録装置に用いられる記録ヘッド、液晶ディスプレー等のカラーフィルタの製造に用いられる色材噴射ヘッド、有機ＥＬディスプレー、ＦＥＤ（面発光ディスプレー）等の電極形成に用いられる電極材料噴射ヘッド、バイオｃｈｉｐ製造に用いられる生体有機物噴射ヘッド等を挙げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態１に係る記録ヘッドの分解斜視図である。
【図２】実施形態１に係る記録ヘッドの平面図及び断面図である。
【図３】実施形態１に係る記録ヘッドの断面図である。
【図４】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図５】実施形態１に係る記録ヘッドの製造工程を示す断面図である。
【図６】実施形態１に係る記録ヘッドの変形例を示す断面図である。
【図７】他の実施形態に係る記録ヘッドの断面図である。
【図８】一実施形態に係る記録装置の概略図である。
【符号の説明】
【００４２】
１０  流路形成基板、  １２  圧力発生室、  １３  連通部、  １４  インク供給路、  ２０  ノズルプレート、  ２１  ノズル開口、２５  ノズル連通板、  ３０  保護基板、  ３１  圧電素子保持部、  ３２  リザーバ部、  ３３  貫通孔、  ４０  コンプライアンス基板、  ５０  弾性膜、  ６０  下電極膜、  ７０  圧電体層、  ８０  上電極膜、  １００  リザーバ、  ３００  圧電素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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